高含水率淤泥的流动电渗透脱水实验

为拓宽电渗透脱水实际应用范围,创新淤泥流动脱水技术,设计开发了流动淤泥电渗透脱水装置系统。研究了脱水时间、电压梯度以及离心泵功率对高含水率淤泥脱水速率及脱水能耗的影响并对装置的运行参数进行了优化。单因素实验结果表明:在3 h内,脱水速率、能耗系数基本保持稳定。在电压0~10.34 V·cm~(-1)的范围内,随着电压梯度的增大,淤泥电渗透脱水速率和能耗系数均相应增大。在水泵功率7~22 W的范围内,淤泥脱水速率与离心泵的功率呈正比关系,不同的是能耗系数随着水泵功率的增大而减小。响应面实验结果表明了在电压梯度0~10.34 V·cm-1,以及离心泵功率7~22 W的区间范围内,离心泵功率与电压梯度的交互作用并不明显,其中离心泵功率对脱水速率的影响更为显著。通过响应面实验得出在实验范围内装置的最优电压梯度和离心泵功率分别为10.34 V·cm-1和22 W,最优脱水速率为3 m L·min-1。     

基于等电势梯度模型试验的滩涂淤泥电渗效率分析

为了研究滩涂淤泥电渗效率,根据相似原理建立室内模型,并在等电势梯度条件下进行试验.试验过程中采集排水量、通电电流和电势数据,研究了电渗能耗、电势利用率与电极间距的关系.基于有效电势原理对电渗能耗系数和处理时间进行了分析,采用简易算例对不同工况下的电势利用率和能耗系数进行了讨论.结果表明,等电势梯度下,电渗前期能耗系数随电极间距缩短而线性下降,电极间距缩短至12 cm时能耗系数降至0.54 W·h/m L.电极间距越小,相同排水效果所需的处理时间越短.提高界面电阻会降低电渗排水速率,但不影响电渗能耗系数.建议在工程中选取新型电动土工合成材料以及合理的电极布置形式,以提高电渗效率和经济性.     

快速制备不锈钢自支撑析氧催化剂的性能研究

将304不锈钢网在含2 mol·L-1 Ni2+的沸腾溶液中处理120 s,制得了催化析氧性能优异、能规模化生产的自支撑电催化剂(SS/Ni-OH2M-120s).该催化剂在10 mA·cm-2电流密度下的过电位为214 mV,比未经处理的304不锈钢网降低约127 mV,在20 mA·cm-2的电流密度下恒电位极化10 h后,催化性能没有出现明显变化,说明具有良好的稳定性.将其与Pt网电极组成全分解水装置,在1.61 V总分解电压下,便可以提供10 mA·cm-2的电流密度,比Pt-Mesh//IrO2/SS全分解水装置电压降低了0.23 V.     

溴化锂溶液真空表面蒸发实验研究

以质量浓度为0~15%溴化锂溶液为"工质",研究操作温度在40~70℃条件下溶液真空表面蒸发过程。实验结果表明:溴化锂溶液的蒸发速率随溶液浓度的增大而减小,但随溶液温度的升高而增大;该实验条件下获得的对流传热系数值在700~1400 W·m-2·℃-1范围内,且随溶液浓度增大而显著减小。这主要是由于溶液浓度增大使得其粘度显著增加,导致热阻增大所致。     

采用低温微波法和电加热法再生载甲苯活性炭

采用低温微波法(60、120、180 W)和电加热法对载甲苯松木活性炭进行再生。比较了这两种再生方法下活性炭的再生效率、升温速率、能耗,并分析了再生前后活性炭的物理化学性能。结果表明:经过5次吸附—微波辐射再生之后,活性炭吸附量基本保持原有吸附量的45%。随着微波功率从60 W 升高到120 W,再生时间从60 min降低到22 min,再生效率从1.7%/min增加到4.5%/min。而传统电加热再生法再生时间为180 min, 是微波法的3～6倍; 功率为60 W的微波加热法的升温速率为178 ℃/min,而电加热法升温速率只有9 ℃/min; 从能耗角度看,微波再生法的能耗为29.7 kJ/g,而电加热法的能耗则为74.3 kJ/g; 并且经检测微波法再生后活性炭的孔隙结构和官能团未发生改变。     

热泵热水器螺旋套管冷凝器中R22的凝结换热性能

螺旋套管换热器因其优越的结构特性和高效的换热效率在热泵系统中得到了广泛应用,本文通过实验方法对螺旋套管冷凝器中R22的凝结换热性能随制冷剂干度、进水温度、进水流量的变化情况进行了测试,得到R22的凝结换热系数随制冷剂干度、进水温度、进水流量的变化关系。结果表明:R22的凝结换热系数随干度的减小而增大。R22的凝结换热系数随进水温度的升高而减小,进水流量为0.4 m3/h时,当进水温度由17℃上升至34℃,R22的凝结换热系数由3 346 W·m-2·k-1减小至3 002 W·m-2·k-1.R22的凝结换热系数随进水流量的增大而增大。当进水温度为17℃时,进水流量由0.4 m3/h增至0.53 m3/h,R22的凝结换热系数由3 346 W·m-2·k-1增至4 168 W·m-2·k-1.通过对文献中制冷剂在相似流动通道内换热关系式进行合理修正,计算得到R22在螺旋环形通道内的凝结换热系数,并与实验结果进行比较。     

支链长链二元羧酸在铝电解电容器中的应用研究

以烷基环己酮、异戊二烯为原料,合成一种带支链的长链二元羧酸,采用红外光谱仪FT-IR、热重分析仪TG进行表征,研究了该二元羧酸氨解p H及其铵盐浓度对工作电解液性能的影响,测试了支链长链二元羧酸铵的溶解度和电化学性能.实验结果表明:FT-IR分析证明产物为羧酸类物质,碳链中含有-CH2链单元;TG分析证明产物为多组分混合物,且热稳定性好;随着支链长链二元羧酸氨解p H增大,工作电解液的闪火电压先增大后减小,电导率逐渐增大,当氨解p H为7.4~8.2,闪火电压可保持较高水平(最高480 V);随着支链长链二元羧酸铵浓度从1%增大至20%时,闪火电压从507 V下降到471 V,电导率从0.05 m S·cm-1升到2.20 m S·cm-1;支链长链二元羧酸铵盐在乙二醇的溶解度比癸二酸铵盐提高4倍,与5%癸二酸铵乙二醇溶液相比,闪火电压提高38 V,可以拓宽电解液的使用温度并使电解液具有高闪火电压和电导率,从而使铝电解电容器的性能得到提高.     

(SrCo0.8Fe0.2O3-δ)0.9(SrZrO3)0.1中空纤维膜制备和氧分离性能研究

采用相转化法制备了SrCo0.8Fe0.2O3-δ-SrZrO3(10 mol%)双相复合中空纤维陶瓷膜.所制得的纤维膜的壁厚为0.25 mm,外径为1.70mm.为建立氧渗透所需的氧分压梯度,将膜的外壁暴露在空气中,内壁采用高纯氦气吹扫.在950℃时,采用30 ml/min氦气吹扫,测得氧渗透速率为1.42 ml·cm-1·min-1.氧渗透速率随温度而升高,在850～950℃范围内的表观活化能为35.3±1.6 kJ/mol.随着吹扫气流量的增加,膜管内的氧分压下降,氧渗透速率提高.采用活塞式流动模型和Wagner氧渗透理论模拟了纤维膜的氧渗透过程,模拟结果与实测数据符合较好.     

一种带有新型曲率补偿的带隙基准电压源设计

设计了一种具有新型曲率补偿的电流模式的带隙基准电压源电路,通过在高温时产生一路正温度系数的电流注入到输出端来补偿VBE的高阶负温度系数项实现曲率补偿,从而得到更低温度系数的输出电压.同时采用一种有效的启动电路保证电路上电后可正常启动.该设计基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,在1.2V电源电压下,输出基准电压为500 mV,在-30～130℃范围内温度系数的版图后仿真可达到3.1×10-6 V/℃,整个电路功耗为180 μW.     

纸张超声波干燥速率的试验研究

为了解决目前造纸干燥部能耗较大的问题,对纸张超声波干燥过程中振板厚度、初始含水率、超声波功率的影响进行试验研究。采用自制纸张超声波干燥装置,利用超声波的机械效应和空化效应,通过含水率测量仪、电子天平等测量过程中纸张含水率的变化,通过计算得出干燥速率。试验发现当功率固定为200 W时,振板厚度为2 mm,最佳超声波频率为22.6 kHz时,干燥效率达到最高;超声波干燥速率在1 s内达到最大,随着含水率的下降,干燥速率也迅速减小,并基本稳定;干燥速率随着功率的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,且两者保持非线性变化关系,当超声波功率为540 W时,超声波干燥速率最佳。结果表明,超声波干燥可作为高效率阶段性干燥,在压榨部与烘干部之间进行辅助干燥,从而减小烘干部长度。     

常用节能灯的光效分析

本文利用光色电分析系统比较了同品牌不同功率的节能灯及同功率的不同品牌节能灯在电压从150 V-230 V之间变化时光效、光通量等反映电光源特性的几个重要参数。结果表明:节能灯的光效随着电压的增大而增大,但不同品牌同功率、同品牌不同功率的光效各异。     

竖直U型地埋管传热性能数值模拟

对土壤源热泵系统在制冷季中垂直U型地埋管的传热性能进行数值模拟,揭示U型管入口水温、入口流速和回填材料导热系数对地埋管传热性能的影响规律.计算结果表明:在30~60°C的入口温度范围内,当雷诺数从3 000提高到11 000时,会使地埋管热流量增大10~23W,但会导致流体进出口温差降低0.2~1.34°C,在工程应用中流体进口流速要控制在一定范围内.水的入口温度和雷诺数分别为45°C和7 000时,回填材料导热系数从0.5 W/m·K增大至2.5 W/m·K,U型地埋管的热流量增大了将近2倍,也就是说在工程应用中,如果在回填土中掺混一定比例的保水材料将会增强埋管换热,并防止埋管长期运行时由于土壤本身保水性差使得土壤板结从而导致埋管失效.模拟结果与实验数据进行对比吻合较好.     

等离子体刻蚀中工艺参数对刻蚀速率影响的研究

用实验方法研究了在感应耦合等离子体(ICP)的干法刻蚀过程中，工艺参数对刻蚀速率的影响．研究结果表明，刻蚀速率随SF6气体流量、自偏压以及射频功率的增大而增大，但当SF6气体流量、自偏压达到一定值后，刻蚀速率开始降低．实验中对工艺参数进行了优化，在射频功率为500W、自偏压为150V、流量为50cm^3／s，以及SiO2和Si3N4的选择比为15的条件下。硅的刻蚀速率达到了0．80μm／min．     

内置压电臂流致振动能量收集研究

为了减少压电臂在水中的阻尼以及绝缘和腐蚀等问题,本文提出一种内置悬臂梁的水下压电能量收集装置。首先对带有质量块的压电臂进行了自由振动衰减实验,确定压电臂的固有频率、阻尼比以及机电耦合系数,得到了压电臂固有频率与阻尼比随负载电阻变化的规律。之后在水槽中进行了流致振动能量收集实验,通过调节流速大小,在同一流速下更换不同阻值负载,得到输出电压及功率随流速及电阻的变化规律。结果表明输出电压随着负载电阻的增大而增大,在某一流速下会产生锁频现象,使得输出电压及功率最大。数据分析得到各电阻的最大功率出现在U=0.816 m·s~(-1)处,系统的最大功率出现在电阻值为680 kΩ时。     

温度、pH、COD值对水体中二硫氰基甲烷消除的影响

采用超高效液相色谱法(UPLC),研究初始质量浓度1μg·m L-1二硫氰基甲烷在不同温度、p H值、COD值水体条件下的消除规律.结果表明:在5~35℃水温范围内,二硫氰基甲烷的消除速率为:V35℃V25℃V15℃V5℃,35℃水体中,第20天二硫氰基甲烷未被检出.在p H 5.0~9.0的水中二硫氰基甲烷的平均消除速率为:Vp H9.0Vp H8.5Vp H8.0Vp H7.5Vp H7.0Vp H6.5Vp H6.0Vp H5.5Vp H5.0,平均消除速率随着p H值的升高而变大,酸性条件下稳定,不易分解,p H≥8.0的弱碱性条件下极易分解.在COD值为0~30 mg·L-1的水中二硫氰基甲烷的平均消除速率表现为:V30 mg·L-1V20 mg·L-1V10 mg·L-1V0 mg·L-1,二硫氰基甲烷的消除速率随着COD值的增大而变大.     

磁场作用下的磁流变液导电性和导热性

通过自制的实验装置,对制备的两种不同的铁钴镍磁流变液进行了实验研究,分析了其在不同磁场强度下的导电、导热规律,并与铁钴镍磁粉本身的导电性和导热性进行了对比.结果表明:在磁场作用下,铁钴镍磁流变液和铁钴镍磁粉的导电性和导热性均发生明显的变化;在磁场强度在0~0.92T内增大时,铁钴镍磁粉的电阻会有两到三个数量级的下降,其导热系数从4W/(m·K)增加到13.2W/(m·K),导热性显著提高,两种磁流变液的导热系数也均有提高.     

Excel绘制3Y轴图表的制作方法

数据处理中,有很多数据数量级相差很大,在同一坐标轴上不能明显显示出曲线趋势,而多Y轴图表能很好地解决这个问题·以离心泵性能测定实验为例,说明3Y轴图表的制作方法·实测数据经计算整理结果见表1·表1离心泵3种性能数据序号流量Qv/(m3·h-1)压头H/m泵功率N/Wη1 6.5765 14.9     

单平面EWOD器件在化学发光检测中的可靠性研究

研究了单平面透明介质上的电润湿(Electrowetting on Dielectrics,EWOD)数字微流体器件在化学发光检测器中的两个可靠性问题.一是通过对介质层的研究,使用PVD制备300nm Ta_2O_5介质层使驱动电压降低至20.7V,在驱动电压26.9V下速度达到40mm/s;二是通过设置片上加热器解决了Teflon的失效问题,使用1W功率加热5min实现片上疏水角恢复至120°.集成嵌入式加热器的EWOD器件用于葡萄糖检测时,最高灵敏度达到0.12V/(μmol·L~(-1)),检测范围1~20 000μmol/L,最低检测限为1μmol/L.     

基于人体运动的非平衡转子发电装置的研究与设计

传统蓄电池供电具有续航时间短、重量大等缺点,故而设计一种基于人体运动的便携式发电设备意义重大。该文研究并设计了一种基于非平衡转子能量收集方式的发电装置,提出一种多级永磁体转子、多组线圈定子的发电机模型。仿真实验结果表明,在2Hz正常步行速率和64.7Ω的负载电阻下,最大输出峰值电压和峰值电流约为12.2V和0.19A,功率可达到约1.159W。最后,对装置的后续电路和优化参数作了展望。     

一种新型电阻补偿双极工艺带隙基准电压源

文章分析了带隙基准电压源中电阻补偿的原理,使用2种不同温度系数的电阻设计了一个低温度系数新型双极工艺带隙电压源电路,并基于CSMC 2μm36V双极工艺对电路进行仿真,实现了对基极发射极电压的三阶补偿。仿真结果表明,在10~30V输入电压范围内,该带隙电压源输出电压为2.12V;电源抑制比为120.2dB的频率点为14.85Hz;温度变化范围在-40~125℃时,温度系数为2.17×10~(-6)/℃。